⚙️ Load Cell（荷重元）應用技術｜高精度感測 × 自動化整合 × 智慧製造解決方案

Load Cell（荷重元）是現代工業自動化與智慧製造中最關鍵的力學感測元件之一， 廣泛應用於重量量測、壓力控制、張力監控與精密製程檢測。 宸軒科技深耕精密機構與感測整合領域超過15年，服務全球超過200家以上國際級設備與製造客戶， 提供從感測元件設計、機構加工到自動化系統整合的一站式Load Cell解決方案。

1️⃣ Load Cell（荷重元）技術原理與分類

Load Cell的核心功能，是將「力」轉換為可量測的電訊號， 透過應變片或壓電材料實現高精度重量與壓力感測。

🔹 常見Load Cell類型

  • 應變式（Strain Gauge）— 工業最廣泛使用
  • 壓電式（Piezoelectric）— 適用動態力學量測
  • 電磁式 / 氣壓式 / 液壓式 — 特殊環境應用
在高階製造中，Load Cell已不只是單一感測器，而是整體製程控制的重要節點。

2️⃣ 宸軒科技核心技術能力

我們整合「精密加工 + 力學設計 + 自動化控制」，打造可落地量產的Load Cell解決方案。
  • 15年以上精密感測與機構開發經驗
  • CNC高精度加工（鋁合金 / 不鏽鋼）
  • 應變片電路設計與訊號穩定優化
  • 自動化整合（PLC / RS485 / CAN / EtherCAT）
  • ANSYS力學模擬與結構驗證
  • 100+國際設備商合作經驗
我們提供的不只是Load Cell，而是完整「力感測系統解決方案」。

3️⃣ 客製化設計與系統整合應用

🔧 客製化能力

  • 量測範圍：mN級微力到數十噸級重載設計
  • 輸出規格：Analog / 4–20mA / RS485 / Modbus / CANopen
  • 結構形式：S型 / 壓縮型 / 拉力型 / 扭力型 / 中空型
  • 環境設計：防水（IP68）/ 防爆 / 高溫 / 抗腐蝕

⚙️ 系統整合能力

  • PLC與工業控制系統整合
  • IoT智慧感測平台串接
  • 資料擷取（LabVIEW / Python / C++）
  • 訊號放大器與AD轉換模組整合
👉 支援「感測器 + 電路 + 機構 + 軟體」完整系統開發。

4️⃣ 全球產業應用與市場趨勢

📦 主要應用領域

  • 半導體製程與精密壓合設備
  • 自動化生產與機械手臂力控
  • 物流檢重與智慧倉儲系統
  • 醫療設備與生技力學量測
  • 食品與包裝產線秤重控制

🌍 全球技術趨勢

  • IoT智慧感測模組化
  • AI預測性維護（Predictive Maintenance）
  • 微型化與高密度設計
  • 高抗干擾與極端環境應用
台灣（Taichung, Taiwan）具備完整精密加工與自動化產業鏈， 已成為全球Load Cell與工業感測模組的重要供應基地。

 

壓式 測力感測器

 

受力方式：壓力，材質：不銹鋼，防護等級：IP66，

適用於汽車壓裝，自動化組裝，醫療檢測，機器人等各種小空間壓力測量。

相關產品如下：

尺寸：φ50*H25mm，底部4-M5深8mm

綜合誤差：±0.1%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：0.5/1/2/5/10/20/50/100/150(kN)

尺寸：φ20*H11mm，底部4-M2.5深5mm

綜合誤差：±0.1%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：20/50/100/200/500(N)，1/2/5/10/20(kN)

尺寸：φ58*H30mm，3-M4通

綜合誤差：±0.3%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±1.0%F.S

量程：200/300/500(N)，1/2/3/5/10/20/30/50/100(kN

尺寸：φ10*H6mm

綜合誤差：±0.1%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：50/100/200/300/500/1000(N)

尺寸：φ13*H7mm

綜合誤差：±1.0%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：20/50/100/200/300/500/1000/2000(N)

尺寸：φ8*H6mm

綜合誤差：±1.0%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：10/20/30/50/100/200/500/1000(N)

尺寸：φ10×H3.5mm

綜合誤差：±1.0%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：20/50/100/200/300/500/1000(N)

尺寸:：φ51×H39mm,螺杆M12/M16×長尺寸19mm

綜合誤差：±0.1%F.S

量程：0.5/1/2/3/5/10/20/25/50(kN)

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：0.5/1/2/3/5/10/20/25/50(kN)

100N～2kN：φ20*H12mm

3～10kN：φ26*H15mm

20kN：φ30*H18mm

綜合誤差：±0.5%F.S

靈敏度：1.0～1.5±0.1mV/V

零點輸出：±1.0%F.S

量程：100/200/300/500(N)1,2,3,5,10,20(kN

拉壓式 測力感測器

 

受力方式：拉壓力，材質：不銹鋼，防護等級：IP66,

適用於推拉力計、機器人抓取、壓入、拉壓力檢測，汽車裝配等各種小空間拉壓力測量。

相關產品如下:

尺寸：φ24.9×H7.1mm,中間孔徑φ6.6mm

綜合誤差：±0.5%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

量程：50/100/200/500/1000(N

尺寸：φ52×H15mm,中間孔徑φ20mm

綜合誤差：±0.5%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：100/200/500(N),1/2/3/5/10/20/30/50/100(kN)

尺寸：φ75.7×H25.4mm,

中間孔徑φ7～φ32mm(根據量程孔徑不同)

綜合誤差：±0.5%F.S

0.1～0.5kN：φ26×H37.5mm

1～10kN：φ51×H70mm

20kN：φ51×H75mm”

綜合誤差：±0.3%F.S

靈敏度：1.0～2.0mV/V

零點輸出：±1.0%F.S

量程：0.1/0.2/0.3/0.5/1/2/5/10/20(kN)

尺寸：φ25.4×H37mm,上下螺杆M5/M6

綜合誤差：±0.1%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：50/100/200/300/500/1000(N)

尺寸：φ13×H33mm,上下螺杆M6/M8

綜合誤差：0.5%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：20/50/100/200/300/500(N)，1/2/3/5(kN)

1～20kN：φ51×H71mm,上下螺杆M12

30～50kN：φ51×H86mm,上下螺杆M16

綜合誤差：±0.2%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：1/2/3/5/10/20/30/50(kN)

尺寸：φ15×H22mm，2-M3/M4

綜合誤差：±0.3%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：10/20/50/100/150/200/300/500(N)

尺寸：φ20×H22mm，8-M3深3mm

綜合誤差：±0.1%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：20/50/100/200/300/500/1000/2000(N)

尺寸：φ15×H9mm,4-M2

綜合誤差：±0.1%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：5/10/20/50/100/200(N)

尺寸：16×5/6/9×19.1mm，2-M3/M4

綜合誤差：±0.1%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：2/5/10/15/20/30/50/100/200/500/1000(N)

尺寸：25×12×35mm，2-M8

綜合誤差：±0.1%F.S

靈敏度：0.7～2.0±0.2mV/V

零點輸出：±2.0%F.S

量程：20/50/100/150/200/300/500/1000/2000(N)

變送器

 

單通道，多種信號輸出，選配手持標定器，查看感測器參數和標定更直觀方便。

尺寸：83×76×24mm

供電電壓：10～30VDC

綜合誤差：±0.01%F.S

輸出：RS485/RS232(標配)

0～±10V/0～±20mA/4～20mA(選配)

工作溫度：-30～+60℃

尺寸：83×76×24mm

供電電壓：16～30VDC

綜合誤差：±0.05%F.S

輸出：0～±20mA/4～20mA  (兩種輸出可以切換，無需返廠)

工作溫度：-30～+85℃

尺寸：83×76×24mm

供電電壓：16～30VDC

綜合誤差：±0.05%F.S

輸出：0～5V、0～10V(兩種輸出可以切換，無需返廠)

工作溫度：-30～+85℃

顯示儀錶

 

可直接與測力感測器連接，顯示測量力值或重量；儀錶可輸出開關信號，數位信號，類比量信號，信號遠傳到後端PLC或電腦。

尺寸：96×48×82mm，開孔尺寸：92×45mm

顯示視窗：單排五位元LED顯示(0.56英寸字高)

供電電壓：9～30VDC

綜合誤差：±0.05%F.S

輸出：2路繼電器(標配)RS485/RS232/0～±10V/0～±20mA/4～20mA(選配)

工作溫度：-30～+60℃

Load cell位移量測分析

5️⃣❓ Load Cell（荷重元）專業FAQ

Q1：Load Cell（荷重元）的基本原理是什麼？

Load Cell 是將外力（重量、壓力或張力）轉換為電訊號的感測元件。 主要透過應變片（Strain Gauge）在受力時產生電阻變化，再轉換為可量測的電壓訊號。 這項技術是工業稱重與力學控制的核心基礎。

Q2：Load Cell精度是如何定義的？

精度通常以 Full Scale（F.S.）百分比表示，例如 ±0.03% F.S.。 代表在整個量測範圍內的最大誤差比例。 影響精度的因素包括材料加工精度、應變片品質與溫度補償設計。

Q3：Load Cell有哪些常見類型？

常見類型包含：
• 應變式 Load Cell（工業標準）
• 壓電式 Load Cell（動態量測）
• S型 / 壓縮型 / 拉力型 / 扭力型
• 中空軸型與微型感測器

不同結構適用於不同產線與機構設計需求。

Q4：Load Cell可以應用在哪些產業？

Load Cell廣泛應用於：
• 半導體製程與精密設備
• 自動化生產與機械手臂力控
• 食品包裝與檢重系統
• 醫療設備與生技量測
• 物流倉儲與智慧秤重系統

Q5：如何提升Load Cell在工業環境中的穩定性？

可透過以下方式提升穩定性：
• 溫度補償設計（Temperature Compensation）
• 防水防塵封裝（IP65～IP68）
• 抗電磁干擾設計（EMI Shielding）
• 高剛性結構材料（鋁合金 / 不鏽鋼）

Q6：Load Cell是否可以客製化？

可以。Load Cell屬於高度客製化產品，可依應用需求設計：
• 力值範圍（mN ～ Ton級）
• 結構形式（S型 / 壓縮 / 拉力 / 扭力）
• 輸出訊號（Analog / RS485 / CAN / Modbus）
• 安裝尺寸與機構整合設計

Q7：Load Cell在自動化系統中扮演什麼角色？

在自動化產線中，Load Cell負責即時力學回饋， 用於控制壓力、重量或張力，確保製程穩定性與產品一致性。 常與PLC、機械手臂與IoT系統整合使用。

Q8：Load Cell未來技術發展趨勢是什麼？

未來發展主要集中在：
• 智慧感測模組化（Smart Sensor Module）
• AI數據分析與預測性維護
• 無線傳輸與IoT整合
• 微型化與高密度設計

Load Cell正從單一感測元件，轉變為智慧製造數據節點。

Q9：如何選擇適合的Load Cell？

選型需考慮：
• 最大負載範圍
• 精度需求
• 使用環境（溫度 / 濕度 / 腐蝕性）
• 安裝結構限制
• 訊號輸出與系統整合方式

Q10：為什麼選擇專業Load Cell供應商很重要？

Load Cell不只是零件，而是整體系統穩定性的關鍵。 專業供應商能提供：
• 結構與力學設計能力
• 自動化系統整合經驗
• 客製化開發能力
• 長期穩定供貨與技術支援

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